太原理工采矿工程毕业设计论文说明书

太原理工大学继续教育学院毕业设计论文任务书毕业设计（论文）题目山西乡宁天合煤业有限公司09MT/A矿井初步设计毕业设计（论文）毕业设计（论文）要求一、毕业设计的选题采煤工程专业学生毕业设计的选题，是针对某一矿井的原始条件，由指导老师根据不同的煤层数目和井田范围，确定若干个题目，每个学生一道题目，独立完成整个矿井设计。一般情况下，每个教师指导78名学生，每个指导老师选定一个实际生产的矿井作为选题的依据。矿井初步设计包括文字说明书和五张图纸，设计采用CAD软件。二、毕业设计任务书、指导书毕业设计任务书毕业设计任务书由指导老师编写。毕业设计任务书的内容包括题目、设计矿井井型、设计矿井的地质资料、煤层底板等高线图、地层柱状图、地形图等。毕业设计（论文）主要内容第一章井田概括及地质特征第二章井田境界及储量第三章矿井工作制度及服务年限第四章矿井开拓第五章巷道布置第六章采煤方法第七章矿井运输第八章矿井提升第九章矿井通风第十章环境保护及技术经济指标主要参考文献（资料）1煤矿矿井开采设计手册（上、下册），煤矿矿井开采设计手册编写组编写，煤炭工业出版社出版，2003；2煤炭工业矿井设计规范，中华人民共和国煤炭工业部主编，中国计划出版社出版，2005；3煤矿安全规程，煤炭工业部编写，煤炭工业出版社出版，2004；4煤矿开采学（修订本），徐永圻主编，中国矿业大学出版社出版，1999；5井巷工程简明教程，鹿守敏编，中国矿业大学出版社出版，1992；6矿井通风，黄元平主编，中国矿业大学出版社出版，1990；7煤炭井巷工程综合预算定额（统一基价），中华人民共和国能源部，煤炭工业出版社出版，1992；8采煤概论，焦作矿业学院等院校编，煤炭工业出版社出版，1986；9矿井提升设备，中国矿业学院主编，煤炭工业出版社出版，1980；10煤矿生产经营费指标汇编（第十八分册），山西矿业学院科技情报资料室翻印，1985；专业班级采矿工程2011级形式函授层次学生姓名要求设计（论文）工作起止日期指导老师签名日期主任委员签名日期注1任务书一式两份，指导老师及学生各一份。2必要时另加附页。目录前言1第一章井田概况及地质特征4第一节井田概况4第二节地质特征6第二章井田境界及资源/储量21第三章矿井工作制度及服务年限26第四章矿井开拓27第五章井巷布置37第一节井筒37第二节井底车场及硐室42第六章采煤方法44第七章矿井运输54第一节运输方式的选择54第二节矿井车辆配备56第三节运输设备选型57第八章矿井提升65第九章矿井通风88第十章环境保护与经济技术指标92第一节环境概述92第二节各种污染的防治措施94第三节地表塌陷治理100第四节机构设置及专项投资101第五节经济技术劳动定员及劳动生产率102第六节建设项目资金概算103第七节生产成本105第八节矿井主要技术经济指标表105参考文献109致谢110前言根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发20091138号文关于临汾市山西乡宁天合煤业有限公司等3处煤矿企业兼并重组整合方案的批复，对周边4座小矿井及新增资源区实施兼并重组资源整合，重组后企业核准名称为山西乡宁天合煤业有限公司。2010年1月山西省国土资源厅颁发了采矿许可证，批准开采210号煤层，生产规模09MT/A，井田面积691KM2。一、编制矿井兼并重组整合设计的依据1山西乡宁天合煤业有限公司兼并重组整合项目初步设计委托书；2山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发20091138号文关于临汾市山西乡宁天和煤业有限公司等3处煤矿企业兼并重组整合方案的批复；3山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发201116号文关于山西阳煤集团碾沟煤业有限公司等16处矿井调整变更方案的批复；4山西乡宁天合煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告；5晋煤规发【2011】138号关于山西乡宁天合煤业有限公司重组整合矿井地质报告的批复；6山西乡宁天合煤业有限公司历年来矿井瓦斯涌出量鉴定报告；7国家工程建设强制性条文及有关的技术政策、设计规范、安全规程及技术规定。二、设计的指导思想以市场为导向，以经济效益为中心，以科技进步为动力，认真贯彻执行国家有关煤炭建设的方针政策，按照高起点、高技术、高效率、高效益的建设方针，结合本矿资源条件和优势，运用现代先进的设计理念，积极采用先进适用的新技术、新工艺、新设备、新材料；根据系统工程的思想，进行全面策划，综合考虑，实现系统创新。按照系统配套，整体协调的总要求，贯彻生产高度集中化、开拓开采系统简单化、采掘高产高效综机化、煤流胶带输送机化、辅助运输单一化、主要设备集控自动化、监控管理信息化、地面布置合理化和技术经济合理化的技术原则，把天合矿井建设成为高产高效、安全可靠的国内一流现代化大型矿井。主要技术原则1结合地面、井下条件，优化井田开拓部署和地面工业场地的设置。2采煤工作面采用综合机械化采煤工艺，提高矿井机械化程度。3最大限度减少人员，提高生产效率。4机修主要考虑日常维修。5矿井工业场地联合布置，统筹考虑生产、生活服务。6多用荒山，少占良田。7高度重视环境保护。三、设计的主要技术经济指标1设计生产能力09MT/A，矿井服务年限151A，2井巷工程量1084800M/14614185M3，其中煤巷/占总量8021M/739，掘进率1205M/万T；3工业建筑新增总面积/总体积176623M2/1037116M3；4行政福利建筑总面积/体积890096M2/3171689M35矿井总占地面积2015HM2；其中工业场地占地面积635HM2，围墙内工业场地用地面积5128HM2，风井场地占地面积080HM2，6建设工期17个月；7矿井在籍人数484人；8生产工人效率92T/工；原煤生产工人效率85T/工；9矿井建设项目总资金5604088万元，吨煤投资62268元/T，其中静态投资5179053万元，吨煤投资57545元/T，10税后内部收益率（税后）2100；11税后投资回收期（税后）553A；12投资利润率1689；13投资利税率2403；14借款偿还期490A。四、存在的主要问题及建议1本矿井参加兼并重组整合的煤矿4座，这4座煤矿为2006年多个小煤窑资源整合而来，几经整合更换业主，煤矿原始状况，特别是井下开采现状，资料缺失较多，虽经地质部门搜集整理、调查了解，但由于年代久远，人员变化较大，资料缺失严重，要彻底查明井下开采现状，老巷、老空分布情况难度较大。这将给矿井建设和生产带来安全隐患，建议矿井建设前采用综合勘探手段，生产期间加强预测预报工作，防患于未然，确保生产建设安全。2井田内施工钻孔年代跨度大，封孔情况及封孔质量不详。报废井筒个数、位置、处理方式等不明，这些有可能沟通上下含水层、地表水或者采空区、老空区积水，集气。建议矿井建设前进行一次普查调研，查明封孔质量不合格的钻孔及未处理的井筒，采取措施，防治事故发生。3本井田勘探报告采用的瓦斯鉴定资料为整合前个别矿井近年来瓦斯鉴定结果，由于采煤方法、通风条件不同，其鉴定结果不能准确反映整合后矿井瓦斯情况。第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置山西乡宁天合煤业有限公司位于山西省乡宁县枣岭乡一带，行政区划归乡宁县枣岭乡管辖。沿井田内县乡级水泥路往东15KM可与209国道相接，沿209国道向北约30KM可达乡宁县城，沿209国道往南约12KM可达河津市市区与国道108国道接运，往东北约110KM在临汾市与南同蒲铁路相遇，往南130KM可达运城市。交通条件较为方便。二、地形地貌本区位于吕梁山南端，总体地形为中部高东西低。区内地形切割较为强烈，黄土冲沟发育，主要山梁走向为近东西向。地形最高点位于井田东部的前圪塔岭上，海拔101490M；最低点位于西并部沟谷内，海拔71150M，最大相对高差30340M，属中低山区。三、地面水系本区地处黄河流域，地表水属汾河水系。井田中部近南北向的山梁形成一道自然分水岭，分水岭以西地表水往北西直接汇入黄河，以东地表水往南东汇入汾河，汾河往西注入黄河。四、气象及地震情况井田地处黄土高原地带，气候变化明显，蒸发量大于降雨量，属大陆性气候。据乡宁县气象台2009年前的观测资料年平均气温10，最高气温35（1978年6月30日），最低气温23（1980年1月30日）；年平均降水量3823MM，年最大降水量为700MM（1971年），降雨量最小为2613MM（1997年），蒸发量最大2346MM（1977年），蒸发量大于降水量。冬春两季雨雪较少，结冰期为十一月至次年三月份，无霜期约180天，年最大冻土深度为530MM。井田位于乡宁县城的西南边缘，气候特征与乡宁县气象观测资料可能略有差别。本区夏秋季多东南风，冬春季多西北风，最大风速18M/S。本区东邻临汾盆地。而临汾盆地是我国著名的强裂震区之一，地震活以频度高、强度大为其特点，据史料记载自公元前231年以来，曾发生严重破坏性地震达成15次之多，为地震多发区。按照中国地震参数区划图（GB183062001），本区地震动峰值加速度010G，抗震防烈度为7度。五、井田内及周边小窑开采情况1井田内小窑开采情况已关闭的原山西乡宁县枣岭乡小渠煤矿为集体企业，始建于1967年。2005年1月10日山西省国土资源厅换发了采矿许可证。批准开采2号煤层，地下开采，生产规模15万T/年，开采深度由11715675M标高。该矿采煤方法为长壁炮采落煤，回采工作面采用煤电钻打眼，爆破落煤，刮板输送机运煤，单体液压支柱配铰链接顶梁支护，全部垮落法管理顶板，顺槽运输采用胶带输送机运输。通风方式为中央并列式。采用中央水仓集中排水。该矿井属低瓦斯矿井，建矿以来未发生过瓦斯、煤尘、水害及煤的自燃事故。2008年该矿因2号煤层资源枯竭而关闭。2井田周边小窑开采情况井田周边无废弃小窑。六、主要建筑材料供应情况矿井所需钢材、木材、水泥、各种设备市场上能够满足建设需求；砖、石、砂及石灰等本地可满足需求；当地劳动力较充足；本次扩建各级政府大力支持该矿建设，因此矿井建设各种条件都比较好。七、水源情况兼并重组整合前各矿矿井生活用水采自附近的奥灰水，生产用水为矿井水回收利用，基本可满足需求。八、电源情况位于矿井工业场地西北5KM处，有枣岭35KV变电站；位于矿井工业场地东北6KM处，有西坡110KV变电站。现天合煤业10KV变电所为双回路供电，经校核已不能满足整合后用电需要，只能做为前期施工电源。九、本区社会经济状况乡宁县位于山西省西南部，辖5镇5乡，面积2024KM2，人口23万。国内主要交通干线209国道穿越南北，规划中的临汾吉县高速公路横贯东西，交通极为便利。境内矿产资源丰富，主要有煤、铁、石英、石膏等，尤以煤为最。农业以种植业为主，农产品有小麦、谷子、玉米、黍子、土豆等。特产有柿子、核桃和紫砂制品。第二节地质特征山西省煤炭工业厅以晋煤规发【2011】114号文下发“关于山西乡宁天合煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复”，是在上述地质报告的基础上，通过调查矿井生产过程中所揭露的一些地质情况，包括煤层情况、井下测量资料、煤质情况及瓦斯、顶底板、井下渗涌水等，并对邻近矿井地质资料进行了调查，综合分析整理编制的。查明了井田地层及含煤地层；查明了井田构造；查明了井田水文地质条件，评价了其他开采技术条件，基本达到勘探程度。一、区域地质1区域地层井田位于华北地层区山西地层分区宁武临汾地层小区，区域地层总体为走向南北，倾角西。区域地层由吕梁山隆起带，向西依次出露由老到新，出露齐全，自然剖面较完整。2区域构造按板块学的构造划分，本井田位于华北板块鄂尔多斯地块河东区块的南部边缘，河东区块东部以离石断裂为界，西部为黄河，南部和北部是沉积带边缘。该区块总体为一向西倾斜的单斜构造，区内构造以褶曲为主，次级褶曲走向主要为南北向。较少断裂，未见大规模的岩浆活动，仅在临县西北的紫金山及柳林县尖家沟有燕山期岩浆活动。另外，河曲县境内旧县城附近有数处喜山期岩体出露。按其构造的发育明显差异特征，由北而南划分为三个区北部构造分区包括临县安业乡曲峪镇一线以北至河曲偏关以南广大地区。区内构造简单，地层平缓，倾角一般5010，基本为一走向近南北或北北东，倾向西或北西西的单斜构造。中部构造分区南接柳林县张家庄、裴沟，北至临县罗峪湍水头；东抵离石煤层露头线，西以黄河为界。正处于离石柳林东西向构造带上。由于又处在走向南北的吕梁复背斜西翼上，其中有东西向构造带与南北向构造带的复合，形成特有的北向斜及鼻状构造。南部构造分区北起柳林县南的裴沟张家庄一线，南至乡宁河津一带；东以紫荆山断裂为界，西抵黄河岸边。南北长约170KM。区内构造线呈向南东突出的弧形。在隰县以北，以南北向为主，向南逐渐过渡为北北东及北东向。地层产状的变化与主构造线基本一致。3区域含煤层特征本区位于河东煤田南部，主要含煤地层为太原组与山西组，总厚约70140M，含主要可采煤层2层，煤层总厚84M，含煤系数为54，各煤层稳定程度较好，厚度大，是河东煤田区内含煤程度较好的地区。太原组煤层以贫煤、瘦煤为主，共含煤1115层，含煤系数2001302,平均761。含有6、7、8、9、10、10下、11、11下及不稳定的薄煤层，其中10号煤层为大部可采的较稳定煤层，9、10、11号煤层为稳定可采煤层。山西组煤层主要为为贫煤，在平面上东部浅部为焦煤、瘦煤，西部深部为瘦煤、贫煤，变质程度由上而下、由西向东逐渐变深，共含煤9层，其中1、2、3号煤层为层位稳定的全区可采或局部可采煤层。含煤系数180976,平均566。二、井田地层1地层井田大部为新生界黄土所覆盖，仅部分沟谷内有基岩零星出露。井田内主要出露有太原组、山西组、下石盒子组和上石盒子组地层。现根据钻孔揭露资料，结合地表出露情况，对井田内的地层由老到新分述如下（1）奥陶系中统峰峰组O2F为含煤地层之基底，主要由灰及深灰色石灰岩、泥质石灰岩、泥灰岩组成，底部夹泥质白云岩和白云质灰岩，钻孔揭露深度200M左右。（2）石炭系中统本溪组C2B为本井田主要含煤地层之一。由灰色、灰白色铝质泥岩、泥岩、粉砂岩、石英砂岩及煤层组成，夹12层石灰岩,底部沉积有山西式铁矿，其厚度和品位很不稳定。由于中奥陶统古风化壳剥蚀程度不同，该地层厚度变化较大，依据钻孔揭露资料，地层厚9902418M，平均1586M。平行不整合于峰峰组地层之上。（3）石炭系上统太原组C3T为本井田主要含煤地层之一，与下伏地层呈整合接触。自K1砂岩底至K7砂岩底，地层厚45449064M，平均5882M。主要由灰白、灰黑色砂岩、粉砂岩、泥岩、石灰岩组成。含丰富的动物化石，旋回结构清楚，横向稳定性好，易于对比。全组可划分为24个沉积旋回，属于海陆交互相沉积。（4）二叠系下统山西组P1S为本井田主要含煤地层之一，与下伏地层呈整合接触。自K7砂岩底至K8砂岩底，地层厚32014946M，平均3959M。主要由灰色细粒砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩和煤层组成，其中2号煤层为全区稳定可采煤层,底部K7砂岩为细粒砂岩，岩性及厚度变化不大。（5）二叠系下统下石盒子组P1XK8砂岩底至K10砂岩底，与下伏地层呈整合接触。地层厚66179922M，平均8785M。根据其岩性、岩相特征，划分为上、下两段下段PLX1K8砂岩底至K9砂岩底，地层厚19804035M，平均3662M。以灰色、绿白色中、细粒砂岩为主，夹深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩，局部夹薄层煤线，顶部为黑灰色泥岩。底部K8砂岩为灰色、灰白色细粒砂岩，具直线型斜交层理和斜层理，局部含泥质斑块。上段PLX2K9砂岩底至K1O砂岩底，地层厚46375887M，平均5123M。底部K9砂岩为灰白色中粒砂岩。其上为互层状绿灰色、灰色中、细粒砂岩和灰绿色泥岩、粉砂岩。顶部为一层灰绿色与紫红色花斑相间、含鲕状铁质结核的泥岩，俗称“桃花泥岩”可作为确定K1O砂岩的辅助标志。（6）二叠系上统上石盒子组P2SK10砂岩底至K14砂岩底，连续沉积于下石盒子组之上，由黄绿色砂岩及灰、黄绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩组成。底部为一层灰白色中细粒砂岩，成份以石英为主，长石次之，含暗色矿物。孔隙式钙泥质胶结，分选差，底部含砾石，厚2401440M,平均661M。根据岩性组合特征可分为三段，本区最大残留厚度约85M。（7）第四系Q本区地表以第四系中更新统（Q2）黄土覆盖为主，以角度不整合覆于不同时代地层之上，厚011876M，平均4847M。底部为砂砾层及砂层，中下部为灰黄色亚粘土和亚砂土；上部为灰黄色亚粘土夹棕红色古土壤条带。2含煤地层井田含煤地层包括石炭系中统本溪组C2B、上统太原组C3T、二叠系下统山西组P1S和下石盒子组P1X。其中本溪组、太原组和山西组为本区主要含煤地层，现分述如下石炭系中统本溪组C2B为本井田主要含煤地层之一。由灰色、灰白色铝质泥岩、泥岩、粉砂岩、石英砂岩及煤层组成，夹12层石灰岩,底部沉积有山西式铁矿，其厚度和品位很不稳定。位于该组顶部的12号煤层为大部可采的稳定煤层。由于中奥陶统古风化壳剥蚀程度不同，该组地层厚度变化较大，依据钻孔揭露资料，地层厚度9902418M，平均1586M。平行不整合于峰峰组地层之上。石炭系上统太原组C3T为本井田主要含煤地层之一，与下伏地层呈整合接触。自K1砂岩底至K7砂岩底，地层厚度45449064M，平均5882M。主要由灰白、灰黑色砂岩、粉砂岩、泥岩、石灰岩组成。含丰富的动物化石，旋回结构清楚，横向稳定性好，易于对比。全组可划分为24个沉积旋回，属于海陆交互相沉积。依据岩性、岩相特征，自下而上可划分为三段（1）太原组下段C3T1K1砂岩底至K2石灰岩底，地层厚度为15455517M，平均2715M。主要由灰白色砂岩、灰灰黑色泥岩、铝质泥岩、粉砂岩及稳定可采的10号煤层组成。底部K1砂岩为灰白色薄层状细粒砂岩，局部相变成粉砂岩。（2）太原组中段C3T2K2石灰岩底至K4石灰岩顶。地层厚度14802660M，平均1928M。主要由三层深灰色石灰岩及灰白色砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩夹三层煤层组成。底部为深灰色，巨厚层状致密、坚硬的K2石灰岩，含有丰富的有蜒科、腕足类化石和燧石结核,自K2向上为灰黑色泥岩及具波状层理的粉砂岩、细粒砂岩，多受黄铁矿浸染，其上发育有不可采的8号煤层，顶板为深灰色，厚层状的K3石灰岩，K3石灰岩全区稳定，易于对比。K3至K4石灰岩间，为灰、灰黑色砂岩、粉砂岩和泥岩，间夹不可采的7号煤层，其顶部即为深灰色、中厚层状、致密坚硬的K4石灰岩。（3）太原组上段C3T3K4石灰岩顶到K7砂岩底，地层厚度8201750M，平均1239M。主要由灰黑色、黑色泥岩、粉砂岩及煤层组成，含黄铁矿、菱铁矿结核，所夹6号煤层为不可采煤层。（4）二叠系下统山西组P1SK7砂岩底至K8砂岩底，与下伏地层呈整合接触。地层厚度32014946M，平均3959M。岩性主要由灰色的细粒砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩和2、3号煤层组成，其中2号煤层为全区稳定可采煤层,3号煤层为不可采的不稳定煤层，底部K7砂岩为细粒砂岩，岩性及厚度变化不大。2构造井田位于河东煤田南缘，吕梁山隆起之南翼。由于受北东向构造带影响，井田总体构造为倾向北西的单斜构造，地层倾角一般510。井田内发现1条正断层，位于井田北部，为走向近似东西、倾向南的正断层，长度大约500M，落差5M，倾角65，上、下盘出露地层均为二叠系上石盒子组下段，为地质填图发现控制。据勘探成果、地面填图及生产矿井揭露资料，未发现陷落柱。3岩浆岩依据勘探成果及地面填图，本区无岩浆岩活动。综述本井田构造复杂程度属简单类型。三、煤层1煤层本井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组、石炭系上统太原组和石炭系中统本溪组，三组地层平均总厚11427M，共含煤10层，煤层总厚1313M，含煤系数115。含可采煤层3层，可采煤层总厚1079M，可采系数94。山西组含煤地层地层平均厚3959M,含煤23层自上而下编号为1、2、3号），煤层平均厚722M,含煤系数为182。含可采煤层1层（2号），可采煤层总厚653M，可采系数165。太原组含煤地层地层平均厚5882M,含煤36层自上而下编号为6、7、8、10、11号,煤层总厚371M,含煤系数为63。含可采煤层1层（10号），可采煤层总厚258M，可采系数44。本溪组含煤地层地层平均厚1586M,含煤12层,煤层平均总厚220M,含煤系数为139。含可采煤层1层（12号），可采煤层总厚168M，可采数106。2可采煤层井田内可采煤层共3层。现分述如下（1）2号煤层位于山西组中下部，下距10号煤层35275497M，平均4169M。煤层厚度540748M，平均653M。含03层夹石，结构简单较简单。顶板一般为粉砂岩或中粒砂岩，偶为细粒砂岩或泥岩。底板一般为泥岩或粉砂岩，偶为细粒砂岩或石英砂岩。该煤层厚度变化较大，无规律。最厚点见于井田北部边界附近的110号钻孔，煤厚748M，最薄点见于井田南部边界处的2021号钻孔，煤厚540M。属全区可采的稳定煤层。（2）10号煤层位于太原组下段顶部，下距12号煤层18615682M，平均2967M。煤层厚度130519M，平均258M。含03层夹石，结构简单较简单。顶板一般为石灰岩或石英砂岩，偶为粉砂岩。底板一般为粉砂岩或泥岩，偶为细粒砂岩或石英砂岩。该煤层厚度变化极大，最厚点见于井田西北角附近的5号钻孔，煤厚519M。最薄点见于井田北部边界处的103号钻孔，煤厚130M。厚度变化趋势为中西部厚，北部、东部和南部较薄。厚度变化较有规律。属全区可采的稳定煤层。（3）12号煤层位于本溪组顶部。煤层厚度020335M，平均168M。含03层夹石，结构简单较简单。顶板一般为石英砂岩，偶为粉砂岩或泥岩。底板一般为泥岩或粉砂岩，偶见炭质泥岩。四、煤质表121主要可采煤层特征表煤层厚度（M）煤层间距（M）煤层号最小最大平均最小最大平均夹石层数煤层结构顶板岩性底板岩性稳定性可采性254074865303简单较简单粉砂岩、中粒砂岩泥岩、粉砂岩稳定全区可采3527549741691013051925803简单较简单石灰岩、石英砂岩泥岩、粉砂岩稳定全区可采1202033516818615682296703简单较简单石英砂岩泥岩、粉砂岩稳定大部可采1物理性质煤层呈黑色、黑灰色，条痕为黑黑灰色，强玻璃光泽（焦煤瘦煤）或金刚光泽（贫煤）或似金属光泽（无烟煤），硬度一般为23度。亮煤裂隙发育，性脆，易破碎；暗煤坚硬，裂隙不发育。半亮型煤和半暗型煤条带状结构明显。断口参差状或阶梯状。块状和粉沫状构造。该煤层厚度变化极大,最厚点见于井田西北角附近的5号钻孔，煤厚335M。最薄点见于井田北部边界处的103号钻孔，煤厚020M。厚度变化无规律，属大部可采的稳定煤层。2、10号煤层视密度为140T/M3，12号煤层视密度为145T/M3。2煤岩特性（1）宏观煤岩特征2号煤层宏观煤岩类型，以半亮型煤为主，其次光亮型和半暗型煤。宏观煤岩成分以亮煤为主，夹少量镜煤和暗煤，偶见丝炭薄层。结构均一。裂隙面有时被方解石充填。10号煤层宏观煤岩类型以半光亮型煤为主，其次光亮型半暗型煤。镜煤以线理或条带状出现在其它类型煤的基质中。结构以线理均一状为主，沿层面见星散状黄铁矿。（2）显微煤岩特征镜质组含量2号煤层在76108920，平均8300，10号煤层在77608060，平均7899，主要由无结构镜质体组成，结构镜质体很少，无结构镜质体以基质镜质体和均质镜质体为主，其间分散着粘土和丝炭化碎物及个别黄铁矿颗粒。惰质组含量2号煤层在10802390，平均1700，10号煤层在19402240，平均2101，主要由半丝质体和丝质体组成，丝炭常呈透镜体或碎块状，常常突出很高，反光性很强，胞腔大小、腔壁厚薄不一，有时破碎成星状和弧状结构，丝炭化基质常见有两种状态，一种同半凝胶化物质呈过渡关系，团块状出现没有明显的轮廓，一种是粗粒或细粒的单独个体分布在凝胶化物质之中。壳质组含量甚微。无机矿物组成主要为粘土矿物，其次还有少量的黄铁矿和少量的方解石脉，2号煤层含量在6141460，平均922，10号煤层含量在67013800，平均008，粘土矿物多为分散状、充填状、浸染状、透镜状分布，黄铁矿多为结核状，颗粒分散状分布，方解石以充填状分布。（3）镜质组最大反射率煤岩显微组分的反射率受煤化程度和煤岩组分的控制。随着煤化程度的加深，煤镜质体逐渐增大，煤的光学异向性增强，镜质组最大反射率提高。2号煤层镜质组最大反射率介于153161之间，属IVVI变质阶段，相应的煤牌号为焦煤、瘦煤和贫煤。10号煤层镜质组最大反射率在160228，平均202，属IVVI变质阶段，相应的煤牌号为焦煤、瘦煤和贫煤。以垂向上分析，2号煤层镜质组最大反射率低于10号煤层，从水平面上分析，评价区由东南到西北，随着煤层埋芷深度的加大，煤的变质程度在加深，镜质组最大反射率在加大，相应的煤牌号依次为焦煤、瘦煤、贫煤。3煤的化学性质、工艺性能（1）煤的化学性质2号煤层水分（MAD）原煤038462，平均107；浮煤056142，平均092。灰分（AD）原煤11612398，平均1941，浮煤5911120，平均727。挥发分（VDAF）原煤17702045，平均1943；浮煤15591867，平均1687全硫（ST,D）原煤034083，平均056；浮煤040139，平均058。磷分（PD）浮煤00080041，平均0018。发热量（QGR,D）原煤35193684MJ/KG，平均3568MJ/KG。胶质层最大厚度（Y）浮煤2115MM，平均96MM。根据煤炭质量分级GB/T15224123（炼焦用煤分级）和中国煤炭分类国家标准GB575186，该煤层属特低灰中灰、特低磷低磷、低硫中高硫、低挥发分、特高热值的瘦煤。10号煤层水分（MAD）原煤032352，平均069；浮煤042099，平均067。灰分（AD）原煤8852874，平均1973；浮煤4131133，平均606。挥发分（VDAF）原煤12262496，平均1677；浮煤10961770，平均1474。全硫（ST,D）原煤2651145，平均876；浮煤228890，平均601。磷分（PD）浮煤00010023，平均0006。发热量（QGR,D）原煤31673527MJ/KG，平均3270MJ/KG。胶质层最大厚度（Y）浮煤0012MM，平均38MM。根据煤炭质量分级GB/T15224123（炼焦用煤分级）和中国煤炭分类国家标准GB575186，该煤层属特低灰中灰、特低磷低磷、高硫、低挥发分中等挥发分、特高热值的瘦煤。12号煤层水分（MAD）原煤046069，平均057；浮煤066086，平均078。灰分（AD）原煤21543648，平均2963；浮煤5621268，平均796。挥发分（VDAF）原煤14852273，平均1938；浮煤12292140，平均1603。全硫（ST,D）原煤398753，平均576；浮煤256534，平均367。磷分（PD）浮煤00090038，平均0020。发热量（QGR,D）原煤31883358MJ/KG，平均3252MJ/KG。胶质层最大厚度（Y）浮煤0015MM，平均6MM。根据煤炭质量分级GB/T15224123（炼焦用煤分级）和中国煤炭分类国家标准GB575186，该煤层属特低灰中灰、特低磷低磷、高硫、低挥发分中等挥发分、特高热值的瘦煤。（2）煤的工艺性能1980年王家岭井田精查时，在邻矿采了200公斤小焦炉试验样，分别由太钢、鞍钢和煤炭科学院进行了试验。（3）可选性1980年王家岭精查勘探时，在本井田附近的毛则渠煤矿和小渠煤矿采取了2号煤层煤样，进行了筛分、浮沉试验和煤岩可选性鉴定，采用中煤含量法对2号煤层可选性进行了评定。利用煤的筛分、浮沉试验评价煤的可选性1）2号煤层原煤粒度组成及质量特征大于25MM级的块煤占全样的4315，小于1MM级的粉煤占784。各级的质量具有一定的规律性2550MM级灰分和全硫一般最高，该级往上块度越大灰硫越低，该级往下粒度越细，灰、硫逐渐下降。2）可选性和精煤回收率评价按14作分选比重，所获得的理论精煤产率为49748694，平均为6792,精煤灰分为5701011,平均为842,可评为良等优等。1418的中煤产率为12444462,属中等可选到很难选。利用煤岩鉴定方法评价煤的可选性利用煤岩方法测定煤的可选性，是根据煤中矿物成分、含量及分布状态来进行的。利用测定煤的显微组分的煤砖光片，在显微镜下研究矿物的种类含量，分布状态及煤岩类型对可选性的影响，通过理论计算和试验数据确定粘土矿物占煤粒面积小于5为浮煤，540为中煤,大于40为尾煤；孢子暗煤类型粘土矿物小于10为浮煤，1050为中煤，大于50为尾煤；黄铁矿占煤粒面积小于3为浮煤，315为中煤，大于15为尾煤。划分浮、中、尾煤以煤粒为单位，用数据统计法进行统计，煤粒上投影点均为有效点，统计行距1毫米，点距1/3毫米，干镜和油镜均可进行，有效统计点不小于400点结果以重量百分比表示，体积百分比换算成重量百分比的系数为浮煤132，中煤160，尾煤200。利用上述方法对本井田周边的煤矿2号煤层15个煤样进行了可选性测定。从表中看出2号煤浮煤回收率多在73以上，中煤产率较低，多介于1419之间，浮煤回收率为优等，可选性等级多为中等可选。其原因是2号煤矿物含量少，主要为粘土类，其分布不太分散，多为粗分散状态，少浸染状。应用煤岩鉴定可选性所取得的资料与浮沉资料对比，一般规律还是相符的，只是浮煤回收率经浮沉的都偏高，中煤都偏低，因而造成了可选性等级的差异，产生误差的原因是多方面的，其中也包括筛分，浮沉和煤样缩制的因素。（4）煤质及工业用途评价2号煤层属特低灰中灰、特低磷低磷、低硫中高硫、低挥发分、特高热值的瘦煤，可做炼焦用煤。五、开采技术条件1煤层顶底板2号煤层顶板多为中、细粒砂岩，偶见粉砂岩或泥岩，厚度2301920M,厚层状,成分以石英为主,其次为长石。据王家岭精查勘探资料，顶板为中、细粒砂岩时单向抗压强度7918MPA，抗拉强度559MPA，抗剪强度12841548MPA，平均1421MPA，属半松软坚硬岩石，为稳定顶板；底板多为粉砂岩或泥岩，偶见中、细粒砂岩，厚06580M。其单向抗压强度3116MPA，抗拉强度186MPA，抗剪强度1372MPA，属半松软岩石，为中等稳定底板，岩石质量等级为类。10号煤层顶板多为石灰岩，偶为石英砂岩或粉砂岩，1201070M，平均624M，裂隙不发育。据王家岭精查勘探资料，单向抗压强度704616493MPA，平均10604MPA；抗拉强度118274MPA，平均176MPA，属坚硬岩石，顶板为稳定顶板；底板多为泥岩，偶见细粒砂岩或石英砂岩，厚060580M。其单向抗压强度39204381MPA，平均4194MPA。属松软半松软岩石，为稳定性差的底板。岩石质量等级为类。2瓦斯（1）矿井瓦斯根据临汾市煤炭工业局临煤工发2007326号文关于乡宁县所属矿井2006年瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复，原乡宁县枣岭乡大坪煤矿2号煤层2005年瓦斯绝对涌出量为227M3/MIN，相对涌出量为564M3/T；CO2绝对涌出量为228M3/MIN，相对涌出量为566M3/T，鉴定等级为低瓦斯矿井。2006年瓦斯绝对涌出量为208M3/MIN，相对涌出量为660M3/T；CO2绝对涌出量为160M3/MIN，相对涌出量为507M3/T，鉴定等级为低瓦斯矿井。（2）煤层瓦斯根据王家岭井田精查地质报告，2号煤层最大瓦斯含量为2071ML/GDAF；10号煤层最大瓦斯含量为1206ML/GDAF，属N2CH4带。从矿井瓦斯等级鉴定及煤层瓦斯测试结果来看，瓦斯含量不高，属瓦斯风化带。3煤尘爆炸危险性2010年11月1日，临汾市煤炭安全检测检验中心分别对天合井田2号、10号煤层进行煤尘爆炸定性分析其中2号煤层火焰长度30MM，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量25，煤尘有爆炸性危险；10号煤层火焰长度40MM，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量25，煤尘有爆炸性危险。本井田2号煤层煤尘火焰长度3060MM，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量2555，煤尘有爆炸性危险。10号煤层煤尘火焰长度4050MM，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量2550，煤尘有爆炸性危险。在开采过程中，应做好防尘工作，杜绝事故发生。4煤层自燃倾向2010年11月1日，临汾市煤炭安全检测检验中心分别对天合井田2号、10号煤层进行煤层自燃倾向性测试2号煤层煤的吸氧量066CM3/G，自燃倾向性等级为级，属自燃煤；10号煤层煤的吸氧量068CM3/G，自燃倾向性等级为级，属自燃煤。在生产过程中应加强原煤的管理工作，谨防因煤层的自燃而引发的各类事故。5地温根据王家岭精查物探测温资料，本区平均地温梯度为1238C/100M,属地温正常温区。据调查，井田内无异常地压现象，属常温常压区。六、井田水文地质1地表水井田内黄土冲沟较发育，均属季节性河流，平常无水，汛期可达200M3/H。因地形陡峭、水力坡度较大，地表水排泄条件好，洪峰一泄而去。井田中部近南北向的山梁形成一道自然分水岭，分水岭以西地表水往北西直接汇入黄河，以东地表水往南东汇入汾河，汾河往西注入黄河。2井田含水层组及其特征井田的含水层自上而下有（1）第四系砂砾层孔隙潜水含水层分布在山涧河谷地带，岩性为灰白色砂质粘土、亚粘土砂砾层及砾石层，厚度变化不大，层位不稳，渗水性及含水性均好。易接受大气降水和地表水补给，但厚度不大,不易形成强含水层。据107号钻孔抽水试验结果第四系砂砾层厚233M，静止水位深度270M，静止水位标高76506M，涌水量2112L/S，单位涌水量0906L/SM，影响半径40M，K值687M/D，对浅部煤层有充水影响。受黄河水影响，井田西部边缘地带可能成为富水性中等强的孔隙含水层。（2）上石盒子组底部（K10）砂岩及下石盒子组（K9、K8）砂岩裂隙含水层K10砂岩层位较稳定，多呈透镜体，岩性为黄绿色、浅灰绿色中细粒厚层状石英长石砂岩，局部含小砾。由于埋藏浅，风化裂隙及节理发育。K9、K8砂岩为山西组煤层直接充水含水层，岩性为灰白色、灰绿色、黄绿色厚层状石英长石砂岩，多为钙质胶结，裂隙稍发育。据1025号钻孔抽水试验结果静止水位深度4765M，静止水位标高75161M，涌水量0005L/S，单位涌水量00002L/SM，影响半径585M，为弱富水性含水层。（3）太原组（K4、K3、K2）石灰岩岩溶裂隙含水层K4石灰岩为7号煤直接充水含水层，平均厚5M左右。深灰色，致密、块状，裂隙较发育。K3石灰岩为8号煤直接顶板，平均厚4M左右。浅部地带裂隙较发育，随埋深增加裂隙发育程度变差。K2石灰岩为10号煤层直接充水含水层，也是太原组的主要含水层，岩性为深灰色，致密、坚硬、性脆石灰岩，岩溶裂隙不太发育，通常含燧石层及透镜体。厚1201070M,平均厚624M。据王家岭精查勘探资料，单位涌水量000040102L/SM，水位标高5777379996M，属弱富水性岩溶裂隙含水层。（4）峰峰组石灰岩岩溶含水层岩性以厚层状石灰岩为主，局部为泥质灰岩，岩溶裂隙不甚发育，富水性较弱，钻孔抽水试验单位涌水量为000050006L/SM。据井田东侧1025号钻孔揭露奥灰33495M，孔底标高低于禹门口黄河最低水位8099M，所见奥灰岩性为致密块状，质较纯，裂隙被方解石充填。孔深41052423M见有直径1020MM的小溶洞，但有方解石充填现象，抽水试验单位涌水量只有0002L/SM，水位标高68960M，属峰峰组含水层滞水地带，其资料仅供参考。据2008年11月山西省第二地质工程勘查院于毛则渠煤矿洗煤厂施工的供水井资料，井口坐标X3965753，Y19475204，H894。其所揭露的奥灰岩溶水水位标高为522M，涌水量45M3/H，表明奥灰含水性弱，但由东向西随着黄河排泄基准点的靠近，含水性逐步增加，故该含水层属弱中等富水性岩溶含水层。该水井距本井田东部边界约3200M，由此推断本井田奥灰水水位标高为487M500M。（5）主要隔水层2号煤层之上层段隔水层在2号煤层之上的下石盒子组及上石盒子组地层中均沉积有隔水性能良好的泥岩、粉砂岩等岩层，正常情况下可阻隔地表水、第四系潜水、承压水及基岩风化带含水层的地下水。10号煤层至2号煤层之间层段隔水层其间为泥岩、粉砂岩、铝质泥岩等隔性能良好的岩层，正常情况下可阻隔太原组石灰岩含水岩组的地下水与2号煤层之上含水层地下水之间的水力联系。12号煤层底至中奥陶面层段隔水层其间的泥岩、铝质泥岩、砂质泥岩致密细腻，具有良好的隔水性能，正常情况下可阻隔上部含水层地下水与奥陶系中统石灰岩地下水之间的水力联系。峰峰组隔水层段由泥岩、角砾状泥灰岩、石膏等组成，厚120M。正常情况下可阻隔峰峰组含水层地下水与上马家沟组含水层地下水之间的水力联系。4矿井充水因素分析（1）地表水体对矿井开采的影响井田内“V”字型沟谷切割强烈，给地表水的排泄创造了良好的条件，地表水很快流失，使地下水受大气降水的补给甚小，总体来说井田内地表水对矿井开采的影响不大。井田西部濒临黄河，含水层受黄河水补给的可能性较大，从而对矿井开采产生影响。（2）构造对矿井充水的作用和影响井田内仅发现一条落差5M的小断层，对井田水文地质条件不会有明显影响。（3）含水层对矿井开采的充水影响综合本区各含水层与开采煤层的关系，对矿井开采有直接充水影响的主要有K8砂岩含水层为2号煤层的顶板，具弱富水性，对矿井开采具有一定的影响。井田东北部和中部K8层位以上砂岩，由于有厚层的泥岩、粉砂岩隔水层存在，且富水性弱，不会影响矿井开采。根据“三下”采煤开采规程中硬岩石导水裂隙带高度计算公式H22010，计算出2号煤层导水裂隙带M高度H2201061M。K8砂岩在井田西部和东南部埋藏较浅，再生风化裂536隙发育，大气降水为主要充水水源，从而对矿井开采产生影响。K2石灰岩含水层为10号煤层直接充水含水层，一般厚624M。10号煤上距2号煤层底板约42M左右，下距O2含水层约40M。根据“三下”开采规程坚硬岩石导水裂隙带高度计算公式H13010，计算出10号煤层导水裂隙带高度H10301058M，H12301049M。井田东南部和西部埋5868藏浅，大气降水和河水为主要充水水源。在导水裂隙作用下，可以导通上组煤层的采空区积水，渗入到巷道，对矿井开采产生威胁。O2F石灰岩含水层为下组煤层的底板间接含水层，富水性中等。井田内各煤层不存在带压开采。5采空区及老窑积水对矿井开采的充水影响（1）井田内采空区积水情况井田内2号煤层已大部采空，10号煤层局部采空。经长期废弃，在采（古）空区内局部低凹处存有一定积水。经调查，井田内分布2号煤层采（古）空区积水6处，分布10号煤层采（古）空区积水1处。本次采用矿井安全手册中老空区积水量公式进行预算。采空区积水预算公式COSQKMA式中Q采空区积水量（M3）S采空区投影面积（M2）煤层倾角M煤层平均厚度（M）K充水系数（02）经预算，2号煤层采（古）空区积水面积174611M2，积水量233766M3；11号煤层采（古）空区积水面积26812M2，积水量15078M3。由此可知，井田内积水较为严重，在开采各煤层时要高度重视，采取防范措施，防止事故发生。（2）周边矿井积水情况井田北面和东面为山西华晋韩咀煤业有限公司，西南为霍州煤电集团老窑头煤业有限公司。本井田总体构造为一倾向北西并伴随宽缓褶曲的单斜构造，地下水及采空区积水均向西北部运移。西邻的霍州煤电集团老窑头煤业采空区积水对本井田无影响；北邻的原峰鑫煤业南部采空区积水量较大，对本井田北部煤层开采会产生一定影响；东邻的原乡宁谭韩煤业西部采空区积水目前对本井田煤层开采影响不大。6矿井水文地质类型（1）2号煤层矿井充水含水层主要为煤层顶板及以上砂岩裂隙含水层，其补给条件差，以大气降水为主。根据井田东侧的1025号钻孔抽水试验结果，单位涌水量Q00002L/（SM），远小于01L/（SM），富水性弱。10、12号煤层的主要充水含水层为太原组石灰岩裂隙含水层，其补给以大气降水补给为主，其次是上覆含水层侧向补给。根据1025号钻孔抽水试验结果，单位涌水量Q0002L/（SM），远小于01L/（SM），富水性弱。（2）2、10号煤层存在采空区积水，本次对采空区及其积水范围进行初步圈定，预算了积水量，10、12号煤层均受到2号煤层采空区积水的威胁。（3）据该矿及周边矿井生产开采涌水量调查，开采2、10号煤层矿井涌水量较小。（4）各煤层均处于奥灰峰峰组水位（500M）之上，不存在带压开采，故奥灰岩溶水对开采各煤层不会构成威胁。（5）据矿井充水因素分析，2号煤层矿井主要水害为煤层顶板砂岩裂隙和采空区积水，10、12号煤层矿井主要水害为顶板石灰岩和砂岩裂隙水，并受到上覆煤层采空区积水的威胁。（6）根据矿井生产实践和水害情况分析，2号煤层采空区有积水，矿井防治水工程量较大，10、12号煤层矿井防治水工程量较大。综上所述，依据煤矿防治水规定关于矿井水文地质类型划分原则，确定井田内2、10、12号煤层矿井水文地质类型为中等类型。7矿井涌水量各煤层主要充水水源为顶板砂岩或石灰岩裂隙水，根据生产矿井及邻近生产矿井调查，矿井涌水以顶板淋水为主，局部有裂隙缝出水。矿井水经排水渠流到水仓，排水量测量方法为泵量乘以排水时间。矿井涌水量的变化与降雨量有关，在井田东部煤层埋藏较浅地段，风化裂隙较发育，导致矿井涌水量在雨季有所增大。据据生产矿井调查，原刘通煤矿2号煤层矿井正常涌水量为100M3/D，最大涌水量为150M3/D；原长湾煤矿2号煤层矿井正常涌水量为720M3/D，最大涌水量为840M3/D；原大坪煤矿2号煤层矿井正常涌水量为40M3/D，最大涌水量为50M3/D；原周坡煤矿10号煤层矿井正常涌水量100M3/D，最大涌水量120M3/D。本次根据矿井生产能力预算各煤层涌水量。2号煤层涌水量预算结果Q正常P30002160M3/D0P721Q最大P30002520M3/D0P84110号煤层涌水量预算结果Q正常P30001007M3/D07235Q最大P30001307M3/D0P（3）预测质量评述随着开拓范围的扩大，塌陷裂隙将会发育，受上覆基岩风化带含水层及大气降水等的影响，涌水量会发生变化。故在生产过程中，必须加强水文地质工作。第二章井田境界及资源/储量一、井田境界1井田境界范围山西乡宁天合煤业有限公司位于乡宁县枣岭乡刘通村一带，行政区划归乡宁县枣岭乡管辖。地理座标为北纬354600354745，东经11138481114113。井田范围由23个坐标点圈定（见表211）。井田平面形态为不规则多边形，东西395KM，南北321KM，面积691KM2。表211井田坐标拐点直角坐标1954年北京坐标系1980年西安坐标系坐标点号XYXY13962310194680503962220194679712396231019470000396228019469931339630101947000039629801946993143963010194717003962950194716315396191019471700396185019471631639619101947080039618